KR20190106744A - Quantum dot device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
양자점 소자 및 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot device and an electronic device.
나노 입자는 벌크 물질과 달리 물질의 고유 특성이라 알려져 있는 물리적 특성(에너지 밴드갭, 녹는점 등)을 입자 크기에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어, 양자점(quantum dot)이라고도 불리는 반도체 나노 결정은 광 에너지 또는 전기 에너지를 공급받아 양자점 크기에 대응하는 파장의 빛을 낼 수 있다. 이에 따라 양자점은 소정 파장의 빛을 내는 발광체로 사용될 수 있다. Unlike bulk materials, nanoparticles can control physical properties (energy bandgap, melting point, etc.), which are known as intrinsic properties of materials, according to particle size. For example, semiconductor nanocrystals, also called quantum dots, may receive light energy or electrical energy to emit light having a wavelength corresponding to the size of the quantum dots. Accordingly, the quantum dot may be used as a light emitting device that emits light of a predetermined wavelength.
근래, 양자점을 발광체로 사용하는 양자점 소자에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 양자점은 기존 발광체와 다르므로 양자점 소자의 성능을 개선할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.Recently, researches on quantum dot devices using quantum dots as light emitters have been conducted. However, since the quantum dot is different from the existing light emitter, a new method for improving the performance of the quantum dot device is required.
일 구현예는 개선된 성능을 구현할 수 있는 양자점 소자를 제공한다.One embodiment provides a quantum dot device capable of implementing improved performance.
다른 구현예는 상기 양자점 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.Another embodiment provides an electronic device including the quantum dot device.
일 구현예에 따르면, 서로 마주하는 애노드와 캐소드, 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 양자점 층, 그리고 상기 캐소드와 상기 양자점 층 사이에 위치하는 전자 수송층을 포함하고, 상기 양자점 층은 가시광선 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 빛을 내는 발광 양자점과 가시광선 영역의 빛을 내지 않는 비발광 양자점을 포함하며, 상기 비발광 양자점과 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위의 차이는 약 0.5eV 이상인 양자점 소자를 제공한다.According to one embodiment, an anode and a cathode facing each other, a quantum dot layer located between the anode and the cathode, and an electron transport layer located between the cathode and the quantum dot layer, the quantum dot layer of the visible light region It provides a quantum dot device comprising a light emitting quantum dot emitting at least a portion of the wavelength region and a non-light emitting quantum dot not emitting a visible light region, the difference between the LUMO energy level of the non-emitting quantum dot and the electron transport layer is about 0.5eV or more. .
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 약 0.5eV 이상 작을 수 있다.The LUMO energy level of the non-light emitting quantum dot may be about 0.5 eV or more lower than the LUMO energy level of the electron transport layer.
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 약 0.5eV 내지 1.5eV 작을 수 있다.The LUMO energy level of the non-light emitting quantum dot may be about 0.5 eV to 1.5 eV lower than the LUMO energy level of the electron transport layer.
상기 비발광 양자점의 에너지 밴드갭은 상기 발광 양자점의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.An energy band gap of the non-emitting quantum dots may be greater than an energy band gap of the light emitting quantum dots.
상기 비발광 양자점의 에너지 밴드갭은 약 3.0eV 이상일 수 있다.The energy bandgap of the non-emitting quantum dot may be about 3.0 eV or more.
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 발광 양자점의 LUMO 에너지 준위 및 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 각각 작을 수 있다.The LUMO energy level of the non-light emitting quantum dot may be smaller than the LUMO energy level of the light emitting quantum dot and the LUMO energy level of the electron transport layer, respectively.
상기 비발광 양자점의 직경은 상기 발광 양자점의 직경보다 작을 수 있다.The diameter of the non-light emitting quantum dots may be smaller than the diameter of the light emitting quantum dots.
상기 양자점 층은 상기 발광 양자점과 상기 비발광 양자점의 혼합물을 포함할 수 있다.The quantum dot layer may include a mixture of the light emitting quantum dots and the non-light emitting quantum dots.
상기 비발광 양자점은 상기 발광 양자점보다 적게 포함되어 있을 수 있다.The non-emitting quantum dots may be included less than the light emitting quantum dots.
상기 비발광 양자점은 상기 발광 양자점과 상기 비발광 양자점의 총 함량에 대하여 약 20중량% 이하로 포함될 수 있다.The non-emitting quantum dots may be included in about 20% by weight or less based on the total content of the light emitting quantum dots and the non-emitting quantum dots.
상기 양자점 층은 상기 발광 양자점을 포함하는 제1 양자점 층, 그리고 상기 비발광 양자점을 포함하는 제2 양자점 층을 포함할 수 있다.The quantum dot layer may include a first quantum dot layer including the light emitting quantum dot, and a second quantum dot layer including the non-light emitting quantum dot.
상기 제2 양자점 층은 상기 제1 양자점 층보다 얇을 수 있다.The second quantum dot layer may be thinner than the first quantum dot layer.
상기 제2 양자점 층의 두께는 약 20nm 이하일 수 있다.The thickness of the second quantum dot layer may be about 20 nm or less.
상기 제1 양자점 층은 상기 제2 양자점 층보다 전자 수송층에 가까울 수 있다.The first quantum dot layer may be closer to the electron transport layer than the second quantum dot layer.
상기 발광 양자점의 HOMO 에너지 준위는 약 5.3eV 내지 7.5eV일 수 있다.HOMO energy level of the light emitting quantum dot may be about 5.3eV to 7.5eV.
상기 발광 양자점은 코어-쉘 구조의 양자점일 수 있고, 상기 비발광 양자점은 코어 구조의 양자점일 수 있다.The light emitting quantum dots may be quantum dots of a core-shell structure, and the non-light emitting quantum dots may be quantum dots of a core structure.
상기 발광 양자점의 코어는 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함할 수 있고, 상기 발광 양자점의 쉘은 ZnSeS, ZnS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The core of the light emitting quantum dot may include zinc (Zn), tellurium (Te), and selenium (Se), and the shell of the light emitting quantum dot may include ZnSeS, ZnS, or a combination thereof.
상기 비발광 양자점은 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The non-light emitting quantum dot may include ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, or a combination thereof.
상기 애노드와 상기 양자점 층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함할 수 있고, 상기 정공 수송층의 HOMO 에너지 준위는 약 5.2eV 내지 7.3eV 일 수 있다.A hole transport layer may be further included between the anode and the quantum dot layer, and the HOMO energy level of the hole transport layer may be about 5.2 eV to 7.3 eV.
다른 구현예에 따르면, 상기 양자점 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.According to another embodiment, an electronic device including the quantum dot device is provided.
양자점 소자의 성능을 개선할 수 있다.The performance of the quantum dot device can be improved.
도 1은 일 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 양자점 소자의 양자점 층에 포함된 발광 양자점과 비발광 양자점의 개략도이고,
도 3은 도 1의 양자점 소자의 에너지 준위를 예시적으로 보여주는 에너지 다이아그램이고,
도 4는 다른 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 5는 도 4의 양자점 소자의 에너지 준위를 예시적으로 보여주는 에너지 다이아그램이다.1 is a schematic cross-sectional view of a quantum dot device according to an embodiment;
FIG. 2 is a schematic diagram of a light emitting quantum dot and a non-light emitting quantum dot included in the quantum dot layer of the quantum dot element of FIG. 1,
3 is an energy diagram illustrating an energy level of the quantum dot device of FIG.
4 is a schematic cross-sectional view of a quantum dot device according to another embodiment;
FIG. 5 is an energy diagram exemplarily illustrating an energy level of the quantum dot device of FIG. 4.
이하, 구현예들에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 권리 범위는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the embodiments. However, the scope of rights may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also when there is another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이하, 일 함수(workfunction, WF), HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위의 값은 진공 레벨(vacuum level)로부터의 절대값으로 표시된다. 또한, 일 함수, HOMO 에너지 준위 또는 LUMO 에너지 준위가 깊다, 높다 또는 크다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 큰 것을 의미하고 일 함수, HOMO 에너지 준위 또는 LUMO 에너지 준위가 얕다, 낮다 또는 작다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 작은 것을 의미한다.Hereinafter, the values of the work function (WF), the HOMO energy level and the LUMO energy level are expressed as absolute values from the vacuum level. In addition, the work function, HOMO energy level or LUMO energy level is deep, high or large means that the absolute value is large with the vacuum level '0eV' and the work function, HOMO energy level or LUMO energy level is shallow, low or small. Means that the absolute value is small with the vacuum level '0eV'.
이하 도면을 참고하여 일 구현예에 따른 양자점 소자를 설명한다.Hereinafter, a quantum dot device according to an embodiment is described with reference to the drawings.
도 1은 일 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 양자점 소자의 양자점 층에 포함된 발광 양자점과 비발광 양자점의 개략도이고, 도 3은 도 1의 양자점 소자의 에너지 준위를 예시적으로 보여주는 에너지 다이아그램이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a quantum dot device according to an embodiment, FIG. 2 is a schematic view of a light emitting quantum dot and a non-light emitting quantum dot included in the quantum dot layer of the quantum dot device of FIG. 1, and FIG. 3 is a quantum dot device of FIG. 1. An energy diagram illustrating the energy level of an example.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 양자점 소자(10)는 서로 마주하는 애노드(11)와 캐소드(12), 그리고 애노드(11)와 캐소드(12) 사이에 위치하는 전자 수송층(13), 양자점 층(14), 정공 수송층(15) 및 정공 주입층(16)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
기판(도시하지 않음)은 애노드(11) 측에 배치될 수도 있고 캐소드(12) 측에 배치될 수 있다. 기판은 예컨대 유리와 같은 무기 물질; 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질; 또는 실리콘웨이퍼 등으로 만들어질 수 있다.The substrate (not shown) may be disposed on the
애노드(11)는 정공 주입이 원활하도록 일 함수가 비교적 높은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 도전성 금속 산화물 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 애노드(11)는 예컨대 니켈, 백금, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 주석산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 또는 불소 도핑된 주석 산화물과 같은 도전성 금속 산화물; 또는 ZnO와 Al 또는 SnO2와 Sb와 같은 금속과 산화물의 조합 등으로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
캐소드(12)는 예컨대 전자 주입이 원활하도록 일 함수가 비교적 낮은 도전체로 만들어질 수 있으며, 예컨대 금속, 도전성 금속 산화물 및/또는 도전성 고분자로 만들어질 수 있다. 캐소드(12)는 예컨대 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, Liq/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
애노드(11)와 캐소드(12) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있으며, 투광 전극은 예컨대 아연산화물, 인듐산화물, 주석산화물, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 또는 불소 도핑된 주석 산화물과 같은 도전성 금속 산화물, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있다. 애노드(11)와 캐소드(12) 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 금(Au)과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.At least one of the
전자 수송층(13)은 캐소드(12)의 일면에 위치하며 1층 또는 2층 이상을 포함할 수 있다. 전자 수송층(13)은 예컨대 무기물, 유기물 및/또는 유무기물을 포함할 수 있다. The
전자 수송층(13)의 LUMO 에너지(LUMOETL)는 캐소드(12)의 일 함수(WFc)와 같거나 그보다 작을 수 있으며, 예컨대 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지(LUMOETL)와 캐소드(12)의 일 함수(WFc)의 차이는 약 0.5eV 이하일 수 있다. 일 예로, 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지(LUMOETL)는 약 2.5eV 내지 4.3eV 일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 2.7eV 내지 4.0eV, 약 2.7eV 내지 3.8eV 일 수 있다.The LUMO energy LUMO ETL of the
전자 수송층(13)은 예컨대 1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), 트리스[3-(3-피리딜)-메시틸]보레인(3TPYMB), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2, ET204(8-(4-(4,6-di(naphthalen-2-yl)-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl)quinolone), 8-hydroxyquinolinato lithium (Liq), n형 금속 산화물 (예를 들어, ZnO, HfO2 등) 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
양자점 층(14)은 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)을 포함한다. 예컨대 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 양자점 층(14)에서 혼합물 형태로 존재할 수 있다.
발광 양자점(14a)은 가시광선 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 빛을 내는 양자점일 수 있으며, 예컨대 청색 광, 적색 광 또는 녹색 광을 내는 양자점일 수 있으며, 여기서 청색 광은 예컨대 약 430nm 내지 470nm에서 피크 발광 파장(peak emission wavelength, λmax)을 가질 수 있고 적색 광은 약 620nm 내지 660nm에서 피크 발광 파장(λmax)을 가질 수 있고 녹색 광은 예컨대 약 510nm 내지 550nm에서 피크 발광 파장(λmax)을 가질 수 있다. 발광 양자점(14a)의 발광 파장은 크기 및/또는 조성에 따라 결정될 수 있다.The light emitting
발광 양자점(14a)은 비교적 좁은 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가질 수 있다. 여기서 반치폭은 피크 발광 지점의 반(half)에 대응하는 파장의 폭(width)으로, 반치폭이 작으면 좁은 파장 영역의 빛을 내어 높은 색 순도를 나타낼 수 있는 것을 의미한다. 양자점은 예컨대 약 50nm 이하의 반치폭을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 49nm 이하, 약 48nm 이하, 약 47nm 이하, 약 46nm 이하, 약 45nm 이하, 약 44nm 이하, 약 43nm 이하, 약 42nm 이하, 약 41nm 이하, 약 40nm 이하, 약 39nm 이하, 약 38nm 이하, 약 37nm 이하, 약 36nm 이하, 약 35nm 이하, 약 34nm 이하, 약 33nm 이하, 약 32nm 이하, 약 31nm 이하, 약 30nm 이하, 약 29nm 이하 또는 약 28nm 이하의 반치폭을 가질 수 있다.The light emitting
비발광 양자점(14b)은 가시광선 영역의 빛을 내지 않는 양자점일 수 있다. 비발광 양자점(14b)은 비가시광선 영역, 예컨대 적외선 및/또는 자외선 영역의 빛에 대해서는 특별히 제한되지 않는다.The
발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 각각 예컨대 약 1nm 내지 약 100nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 80nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 50nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 40nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 30nm의 입경을 가질 수 있고, 예컨대 약 1nm 내지 20nm의 입경을 가질 수 있다. 이때 비발광 양자점(14b)의 입경은 발광 양자점(14a)의 입경보다 작을 수 있으며, 예컨대 비발광 양저점(14b)의 입경은 발광 양자점(14a)의 입경의 약 0.1 내지 0.9배일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 0.2 내지 0.8배, 예컨대 약 0.2 내지 0.7배, 예컨대 약 0.2 내지 0.6 배, 예컨대 약 0.2 내지 0.5배일 수 있다.The light emitting
발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 각각 넓은 의미의 반도체 나노결정일 수 있으며, 예컨대 등방성 반도체 나노결정, 퀀텀 로드 및 퀀텀 플레이트 등 다양한 모양을 가질 수 있다. 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 각각 독립적으로 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 ZnSeSTe, HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. III-V족 반도체 화합물은 예컨대 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 삼원소 반도체 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV족 반도체 화합물은 예컨대 Si, Ge 및 이들의 혼합물에서 선택되는 단원소 반도체 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물에서 선택되는 이원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-III-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, CuInGaS 및 이들의 혼합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-II-IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuZnSnSe 및 CuZnSnS 에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. II-III-V족 반도체 화합물은 예컨대 InZnP를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light emitting
발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 각각 독립적으로 전술한 이원소 반도체 화합물, 삼원소 반도체 화합물 또는 사원소 반도체 화합물을 실질적으로 균일한 농도로 포함하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어 포함할 수 있다. Each of the light emitting
일 예로, 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 각각 비카드뮴계 양자점을 포함할 수 있다. 카드뮴(Cd)은 심각한 환경/보건 문제를 야기할 수 있으며 다수의 국가들에서 유해물질 제한 지침(RoHS) 상 규제 대상 원소이므로, 비카드뮴계 양자점이 효과적으로 사용될 수 있다.For example, the light emitting
일 예로, 발광 양자점(14a)은 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 코어(14aa)와 쉘(14ab)을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 예컨대 발광 양자점(14a)의 쉘(14ab)을 이루는 물질 조성이 발광 양자점(14a)의 코어(14aa)를 이루는 물질 조성보다 높은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며, 이에 따라 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 가질 수 있어서 발광할 수 있다. 예컨대 발광 양자점(14a)의 쉘(14ab)은 일 층 또는 다층일 수 있으며, 예컨대 다층의 쉘 중, 코어에서 먼 쪽에 위치하는 쉘이 코어에서 가깝게 위치하는 쉘보다 높은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며, 이에 따라 양자 구속 효과를 가질 수 있다. 발광 양자점(14a)의 코어(14aa)를 이루는 물질과 쉘(14ab)을 이루는 물질은 서로 다를 수 있으며 양자 구속 효과를 낼 수 있는 범위 내에서 전술한 반도체 화합물에서 각각 선택될 수 있다.For example, the light emitting
일 예로, 발광 양자점(14a)은 예컨대 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 Zn-Te-Se계의 제1 반도체 화합물을 포함하는 코어와 상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 코어와 다른 조성을 가지는 제2 반도체 화합물을 포함하는 쉘을 포함할 수 있다. 이러한 코어-쉘 구조의 발광 양자점(14a)은 약 470nm 이하의 파장 영역, 예컨대 약 430nm 내지 470nm 파장 영역에서 피크 발광 파장을 가지는 청색 광을 낼 수 있다.For example, the light emitting
Zn-Te-Se계의 제1 반도체 화합물은 예컨대 소량의 텔루리움(Te)을 포함하는 Zn-Se 기반의 반도체 화합물일 수 있으며, 예컨대 ZnTexSe1 - x (여기서, x는 0 보다 크고 0.05 이하임)로 표현되는 반도체 화합물일 수 있다.The first semiconductor compound based on Zn-Te-Se may be a Zn-Se based semiconductor compound including, for example, a small amount of tellurium (Te), such as ZnTe x Se 1 - x , where x is greater than 0 and 0.05 Or a semiconductor compound represented by the following).
예컨대 Zn-Te-Se계의 제1 반도체 화합물에서, 아연(Zn)의 몰 함량은 셀레늄(Se)의 몰 함량보다 많을 수 있고, 셀레늄(Se)의 몰 함량은 텔루리움(Te)의 몰 함량보다 많을 수 있다. 예컨대 제1 반도체 화합물에서, 셀레늄(Se)에 대한 텔루리움(Te)의 몰비는 약 0.05 이하, 약 0.049 이하, 약 0.048 이하, 약 0.047 이하, 약 0.045 이하, 약 0.044 이하, 약 0.043 이하, 약 0.042 이하, 약 0.041 이하, 약 0.04 이하, 약 0.039 이하, 약 0.035 이하, 약 0.03 이하, 약 0.029 이하, 약 0.025 이하, 약 0.024 이하, 약 0.023 이하, 약 0.022 이하, 약 0.021 이하, 약 0.02 이하, 약 0.019 이하, 약 0.018 이하, 약 0.017 이하, 약 0.016 이하, 약 0.015 이하, 약 0.014 이하, 약 0.013 이하, 약 0.012 이하, 약 0.011 이하 또는 약 0.01 이하일 수 있다. 예컨대 제1 반도체 화합물에서, 아연(Zn)에 대한 텔루리움(Te)의 몰비는 약 0.02 이하, 약 0.019 이하, 약 0.018 이하, 약 0.017 이하, 약 0.016 이하, 약 0.015 이하, 약 0.014 이하, 약 0.013 이하, 약 0.012 이하, 약 0.011 이하 또는 약 0.011 이하일 수 있다. For example, in a Zn-Te-Se based first semiconductor compound, the molar content of zinc (Zn) may be higher than that of selenium (Se), and the molar content of selenium (Se) is molar content of tellurium (Te). Can be more. For example, in the first semiconductor compound, the molar ratio of tellurium (Te) to selenium (Se) is about 0.05 or less, about 0.049 or less, about 0.048 or less, about 0.047 or less, about 0.045 or less, about 0.044 or less, about 0.043 or less, about 0.042 or less, about 0.041 or less, about 0.04 or less, about 0.039 or less, about 0.035 or less, about 0.03 or less, about 0.029 or less, about 0.025 or less, about 0.024 or less, about 0.023 or less, about 0.022 or less, about 0.021 or less, about 0.02 or less , About 0.019 or less, about 0.018 or less, about 0.017 or less, about 0.016 or less, about 0.015 or less, about 0.014 or less, about 0.013 or less, about 0.012 or less, about 0.011 or less, or about 0.01 or less. For example, in the first semiconductor compound, the molar ratio of tellurium (Te) to zinc (Zn) is about 0.02 or less, about 0.019 or less, about 0.018 or less, about 0.017 or less, about 0.016 or less, about 0.015 or less, about 0.014 or less, about 0.013 or less, about 0.012 or less, about 0.011 or less, or about 0.011 or less.
제2 반도체 화합물은 예컨대 제1 반도체 화합물보다 큰 에너지 밴드갭을 가지는 반도체 화합물에서 선택될 수 있으며, 예컨대 그러한 에너지 밴드갭을 만족하는 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물 및 II-III-V족 반도체 화합물의 예는 전술한 바와 같다. 예컨대, 제2 반도체 화합물은 아연(Zn), 셀레늄(Se) 및/또는 황(S)을 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 ZnSeS 및/또는 ZnS를 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 일 성분에 대하여 농도 구배를 가질 수 있으며 예컨대 코어에서 멀어질수록 황(S)의 함량이 많아지는 농도 구배를 가질 수 있다.The second semiconductor compound may be selected, for example, from a semiconductor compound having an energy bandgap larger than that of the first semiconductor compound, such as a Group II-VI semiconductor compound, Group III-V semiconductor compound, IV satisfying such an energy bandgap. Group-VI-VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, Group II-III-V semiconductor compounds, or combinations thereof. . Group II-VI semiconductor compounds, Group III-V semiconductor compounds, Group IV-VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, and Examples of the II-III-V semiconductor compound are as described above. For example, the second semiconductor compound may include zinc (Zn), selenium (Se), and / or sulfur (S). For example, the shell may comprise ZnSeS and / or ZnS. For example, the shell may have a concentration gradient with respect to one component and, for example, a concentration gradient in which the content of sulfur (S) increases as the distance from the core increases.
일 예로, 발광 양자점(14a)은 예컨대 인듐(In), 아연(Zn) 및 인(P)을 포함하는 In-Zn-P계 제3 반도체 화합물을 포함하는 코어와 상기 코어의 적어도 일부 위에 위치하고 상기 코어와 다른 조성을 가지는 제4 반도체 화합물을 포함하는 쉘을 포함할 수 있다. 이러한 코어-쉘 구조의 발광 양자점(14a)은 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광을 낼 수 있다. 예컨대 청색 광은 약 470nm 이하의 파장 영역, 예컨대 약 430nm 내지 470nm 파장 영역에서 피크 발광 파장을 가지는 청색 광을 낼 수 있다.For example, the light emitting
In-Zn-P계의 제3 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 25 이상일 수 있다. 예컨대 In-Zn-P계의 제1 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 28 이상, 29 이상 또는 30 이상일 수 있다. 예컨대 In-Zn-P계의 제1 반도체 화합물에서 인듐(In)에 대한 아연(Zn)의 몰 비는 약 55 이하일 수 있으며, 예컨대 50 이하, 45 이하, 40 이하, 35 이하, 34 이하, 33 이하 또는 32 이하일 수 있다.The molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the In—Zn—P based third semiconductor compound may be about 25 or more. For example, the molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the first semiconductor compound of In—Zn—P may be about 28 or more, 29 or more, or 30 or more. For example, the molar ratio of zinc (Zn) to indium (In) in the In-Zn-P based first semiconductor compound may be about 55 or less, for example, 50 or less, 45 or less, 40 or less, 35 or less, 34 or less, 33 Or 32 or less.
제4 반도체 화합물은 예컨대 제3 반도체 화합물보다 큰 에너지 밴드갭을 가지는 반도체 화합물에서 선택될 수 있으며, 예컨대 그러한 에너지 밴드갭을 만족하는 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물 및 II-III-V족 반도체 화합물의 예는 전술한 바와 같다. 예컨대 제4 반도체 화합물은 아연(Zn) 및 황(S)과 선택적으로 셀레늄(Se)을 포함할 수 있다. 예컨대 쉘은 코어에 가깝게 위치하는 하나 이상의 내부 쉘과 양자점의 최외각에 위치하는 최외각 쉘을 포함할 수 있으며, 내부 쉘 및 최외각 쉘 중 적어도 하나는 ZnS 또는 ZnSeS의 제4 반도체 화합물을 포함할 수 있다.The fourth semiconductor compound may be selected, for example, from a semiconductor compound having an energy bandgap larger than that of the third semiconductor compound, such as, for example, Group II-VI semiconductor compounds, Group III-V semiconductor compounds, satisfying such energy bandgap, Group IV-Group VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, Group II-III-V semiconductor compounds, or combinations thereof have. Group II-VI semiconductor compounds, Group III-V semiconductor compounds, Group IV-VI semiconductor compounds, Group IV semiconductor compounds, Group I-III-VI semiconductor compounds, Group I-II-IV-VI semiconductor compounds, and Examples of the II-III-V semiconductor compound are as described above. For example, the fourth semiconductor compound may include zinc (Zn) and sulfur (S) and optionally selenium (Se). For example, the shell may include one or more inner shells located close to the core and an outermost shell located at the outermost side of the quantum dots, and at least one of the inner shell and the outermost shell may include a fourth semiconductor compound of ZnS or ZnSeS. Can be.
일 예로, 비발광 양자점(14b)은 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 쉘 없는 코어 구조를 가질 수 있다. 이에 따라 비발광 양자점(14b)은 발광 양자점(14a)과 달리 양자 구속 효과를 가질 수 없으므로 발광할 수 없다. 비발광 양자점(14b)은 전술한 반도체 화합물에서 선택될 수 있으며, 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I족-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 예컨대 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, the non-light emitting
발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 서로 다른 에너지 준위를 가질 수 있으며, 예컨대 비발광 양자점(14b)의 에너지 밴드갭은 발광 양자점(14a)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다. 일 예로, 비발광 양자점(14b)의 에너지 밴드갭은 약 3.0eV 이상일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 3.1eV 이상, 약 3.2eV 이상, 약 3.4eV 이상, 약 3.6eV 이상, 약 3.8eV 이상 또는 약 4.0eV 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 3.0eV 내지 5.5eV, 약 3.1eV 내지 5.5eV, 약 3.2eV 내지 5.5eV, 약 3.4eV 내지 5.5eV, 약 3.6eV 내지 5.5eV, 약 3.8eV 내지 5.5eV 또는 약 4.0eV 내지 5.5eV일 수 있다.The light emitting
일 예로, 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14a))보다 작을 수 있으며, 예컨대 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD(14a))보다 약 0.2eV 이상, 약 0.4eV 이상, 약 0.5eV 이상, 약 0.7eV 이상 또는 약 0.9eV 이상 작을 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 0.2eV 내지 1.5eV, 약 0.4eV 내지 1.5eV, 약 0.5eV 내지 1.5eV, 약 0.7eV 내지 1.5eV 또는 약 0.9eV 내지 1.5eV 범위만큼 작을 수 있다.As an example, the LUMO energy level LUMO QD 14b of the non-light-emitting
일 예로, 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위(LUMOETL)와 다를 수 있으며, 비발광 양자점(14b)과 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위의 차이(Δd)는 예컨대 약 0.5eV 이상일 수 있다. 예컨대 비발광 양자점(14b)과 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위의 차이(Δd)는 예컨대 약 0.5eV 내지 1.5eV일 수 있다. 예컨대, 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위보다 약 0.5eV 이상 작을 수 있으며, 예컨대 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위는 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위보다 예컨대 약 0.5eV 내지 1.5eV 작을 수 있다.For example, the LUMO energy level LUMO QD 14b of the non-light emitting
일 예로, 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14a)) 및 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위(LUMOETL)보다 각각 작을 수 있으며, 예컨대 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD(14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14a)) 및 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위(LUMOETL)보다 약 0.5eV 이상 작을 수 있으며, 예컨대 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14a)) 및 전자 수송층(13)의 LUMO 에너지 준위(LUMOETL)보다 약 0.5eV 내지 1.5eV 작을 수 있다. 이러한 비발광 양자점(14b)의 낮은 LUMO 에너지 준위에 의해 비발광 양자점(14b)은 전자 수송층(13)으로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 전자에 장벽(barrier)로서 작용하여 전자 이동도를 낮출 수 있다.For example, the LUMO energy level of the non-light emitting quantum dots (14b) LUMO energy level (LUMO QD (14b)) are light emitting quantum dots LUMO energy level (LUMO QD (14a)) and an
일반적으로 양자점 소자에서는 정공과 전자의 이동도가 다를 수 있으며, 예컨대 전자의 이동도가 정공의 이동도보다 높을 수 있다. 따라서 애노드(11)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 정공들과 캐소드(12)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 전자들 사이의 이동도 불균형이 야기될 수 있고, 이에 따라 상대적으로 빠른 전자들이 양자점 층(14)의 발광 지점에서 정공과 결합되지 못하고 양자점 층(14)과 정공 수송층(15)의 계면에 축적될 수 있다. 이와 같이 양자점 층(14)과 정공 수송층(15)의 계면에 축적된 전자들은 양자점 소자를 열화시켜 양자점 소자의 수명을 단축시킬 수 있다.In general, in the quantum dot device, the mobility of holes and electrons may be different, for example, the mobility of electrons may be higher than the mobility of holes. Thus, there may be a mobility imbalance between the holes moving from the
본 구현예에서는 양자점 층(14)에 비교적 낮은 LUMO 에너지 준위를 가진 비발광 양자점(14b)을 포함함으로써 전자 수송층(13)으로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 전자의 이동성을 제어할 수 있다. 이에 따라 애노드(11)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 정공들과 캐소드(12)로부터 양자점 층(14)으로 이동하는 전자들 사이의 이동도 균형을 맞추어 양자점 소자의 발광 효율을 높이고 양자점 층(14)과 정공 수송층(15)의 계면에서 전자들이 축적되는 것을 방지하여 양자점 소자의 수명 특성을 개선할 수 있다.In this embodiment, the non-light-emitting
발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))와 비발광 양자점(14b)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14b))는 같거나 다를 수 있다. 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))와 비발광 양자점(14b)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14b))는 비교적 높을 수 있으며, 예컨대 약 5.2eV 이상, 약 5.4eV 이상, 예컨대 약 5.5eV 이상, 약 5.6eV 이상, 약 5.7eV 이상, 약 5.8eV 이상, 예컨대 약 5.9eV 이상, 예컨대 약 6.0eV 이상일 수 있다. 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))와 비발광 양자점(14b)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14b))는 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.2eV 내지 7.3eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 7.3eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 7.1eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 6.0eV 내지 6.2eV일 수 있다. HOMO energy level (HOMO QD (14a)) and the HOMO energy level (HOMO QD (14b)) of the non-light emitting quantum dots (14b) of the light-emitting quantum dots (14a) may be the same or different. HOMO energy level of the quantum dot light-emitting (14a) (HOMO QD (14a )) and non-HOMO energy level (HOMO QD (14b)) of the light-emitting quantum dots (14b) may be relatively high, for example greater than about 5.2eV, about 5.4eV or more For example, at least about 5.5 eV, at least about 5.6 eV, at least about 5.7 eV, at least about 5.8 eV, such as at least about 5.9 eV, such as at least about 6.0 eV. HOMO energy level of the quantum dot light-emitting (14a) (HOMO QD (14a )) and the HOMO energy level (HOMO QD (14b)), for example from about 5.2eV to 7.3eV, such as about 5.4 within the range of the non-light emitting quantum dots (14b) eV to 7.3 eV, such as about 5.4 eV to 7.1 eV, such as about 5.4 eV to 7.0 eV, such as about 5.6 eV to 7.0 eV, such as about 5.6 eV to 6.8 eV, such as about 5.6 eV to 6.7 eV, such as about 5.6 eV to 6.5 eV, such as about 5.6 eV to 6.3 eV, such as about 5.6 eV to 6.2 eV, such as about 5.6 eV to 6.1 eV, such as about 5.8 eV to 7.0 eV, such as about 5.8 eV to 6.8 eV, such as about 5.8 eV to 6.7 eV For example, about 5.8 eV to 6.5 eV, such as about 5.8 eV to 6.3 eV, such as about 5.8 eV to 6.2 eV, such as about 5.8 eV to 6.1 eV, such as about 6.0 eV to 7.0 eV, such as about 6.0 eV to 6.8 eV, such as About 6.0 eV to 6.7 eV, such as about 6.0 eV to 6.5 eV, such as about 6.0 eV to 6.3 eV, such as about 6.0 eV to 6.2 eV.
전술한 바와 같이, 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)은 양자점 층(14)에서 혼합물 형태로 존재할 수 있으며, 이때 비발광 양자점(14b)은 발광 양자점(14a)보다 적게 포함되어 있을 수 있다. 예컨대 비발광 양자점(14b)은 발광 양자점(14a)과 비발광 양자점(14b)의 총 함량에 대하여 약 50중량% 미만으로 포함될 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 40중량%, 약 30중량% 또는 약 20중량% 이하로 포함될 수 있다.As described above, the light emitting
양자점 층(14)은 예컨대 약 5nm 내지 200nm의 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 10nm 내지 150nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 10nm 내지 100nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 15nm 내지 80nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 20nm 내지 50nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 25nm 내지 40nm의 두께를 가질 수 있다.The
정공 수송층(15) 및 정공 주입층(16)은 애노드(11)와 양자점 층(14) 사이에 위치될 수 있으며, 정공 수송층(15)은 양자점 층(14) 측에, 정공 주입층(16)은 애노드(11) 측에 위치되어 애노드(11)로부터 공급된 정공이 정공 주입층(16) 및 정공 수송층(15)을 통하여 양자점 층(14)에 전달될 수 있다. 일 예로, 정공수송층(15)은 양자점 층(14)에 맞닿아 있을 수 있고, 정공 주입층(16)은 애노드(11)와 맞닿아 있을 수 있다.The
정공 주입층(16)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHIL)는 애노드(11)의 일 함수와 양자점 층(14)의 HOMO 에너지 준위 사이일 수 있으며, 예컨대 약 5.0eV 내지 5.5eV 일 수 있다.The HOMO energy level HOMO HIL of the
정공 주입층(16)은 도전성 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 도전성 금속 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 약 1x10-7 S/cm 이상의 전도도를 가진 도전성 금속 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있고, 예컨대 약 1x10-7 S/cm 내지 1000 S/cm의 전도도를 가진 도전성 산화물, 도전성 모노머, 도전성 올리고머, 도전성 고분자 및/또는 도전성 이온 화합물을 포함할 수 있다. 도전성 화합물은 예컨대 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리(파라-페닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌설포네이트(PEDOT:PSS), 이들의 유도체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 정공 주입층(16)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHIL)와 양자점 층(14)의 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD(14a)) 사이일 수 있다. 이에 따라 정공 주입층(16)으로부터 양자점 층(14)까지 계단형 에너지 준위를 형성할 수 있어서 정공의 이동성을 효과적으로 높일 수 있다.HOMO energy level (HOMO HTL) of the
정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 양자점 층(14)의 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))와 매칭될 수 있도록 양자점 층(14)과 마찬가지로 비교적 높은 HOMO 에너지 준위를 가질 수 있다. HOMO energy level (HOMO HTL), a
일 예로, 정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)와 양자점 층(14)의 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))의 차이는 약 0.5eV 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 0eV 내지 0.5eV, 약 0.01eV 내지 0.4eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.3eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.2eV, 예컨대 약 0.01eV 내지 0.1eV 일 수 있다. 일 예로, 정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 양자점 층(14)의 발광 양자점(14a)의 HOMO 에너지 준위(HOMOQD (14a))와 같거나 그보다 약 0.5eV 이하 범위 내에서 작을 수 있다.For example, differences in the hole transporting layer (15) HOMO energy level (HOMO HTL) and the
일 예로, 정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 예컨대 약 5.4eV 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.6eV 이상일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.8eV 이상일 수 있다. 예컨대 정공 수송층(15)의 HOMO 에너지 준위(HOMOHTL)는 약 5.4eV 내지 7.0eV 일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5.4eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.4eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.6eV 내지 6.1eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 7.0eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.8eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.7eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.5eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.3eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.2eV, 예컨대 약 5.8eV 내지 6.1eV일 수 있다. For example, the HOMO energy level HOMO HTL of the
정공 수송층(15)은 상기 에너지 준위를 만족하는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 폴리(9,9-디옥틸-플루오렌-코-N-(4-부틸페닐)-디페닐아민) (Poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4-butylphenyl)-diphenylamine), TFB), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA (4,4',4"-Tris[phenyl(m-tolyl)amino]triphenylamine), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA), 1,1-비스[(디-4-토일아미노)페닐시클로헥산 (TAPC), p형 금속 산화물 (예를 들어, NiO, WO3, MoO3 등), 그래핀옥사이드 등 탄소 기반의 재료 및 이들의 조합에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도 4는 다른 구현예에 따른 양자점 소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a quantum dot device according to another embodiment.
도 4를 참고하면, 본 구현예에 따른 양자점 소자(10)는 전술한 구현예와 마찬가지로, 서로 마주하는 애노드(11)와 캐소드(12), 그리고 애노드(11)와 캐소드(12) 사이에 위치하는 전자 수송층(13), 양자점 층(14), 정공 수송층(15) 및 정공 주입층(16)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the
그러나 본 구현예에 따른 양자점 소자는 전술한 구현예와 달리 양자점 층(14)이 전자 수송층(13)에 가깝게 위치하고 발광 양자점(14a)을 포함하는 제1 양자점 층(14-1)과 정공 수송층(15)에 가깝게 위치하고 비발광 양자점(14b)을 포함하는 제2 양자점 층(14-2)을 포함한다. However, unlike the above-described embodiment, the quantum dot device according to the present embodiment has a
제1 양자점 층(14-1)은 전술한 발광 양자점(14a)을 포함할 수 있으며 애노드(11)로부터 공급된 정공과 캐소드(12)로부터 공급된 전자가 결합하여 빛을 내는 발광 지점을 포함할 수 있다.The first quantum dot layer 14-1 may include the above-described light emitting
제2 양자점 층(14-2)은 전술한 비발광 양자점(14b)을 포함할 수 있으며 발광 지점을 포함하지 않는다. 전술한 바와 같이 제2 양자점 층(14-2)에 포함된 비발광 양자점(14b)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD (14b))는 발광 양자점(14a)의 LUMO 에너지 준위(LUMOQD(14a))보다 작으므로 전자의 이동성을 감소 및/또는 차단할 수 있으며 이에 따라 제1 양자점(14-1)을 통과한 전자가 정공 수송층(15)으로 유입되지 못하도록 할 수 있다. 즉, 제2 양자점 층(14-2)은 전자 차단층(electron blocking layer)으로 역할을 하여 양자점 층(14)과 정공 수송층(15) 사이의 계면에 전자가 축적되거나 정공 수송층(15)으로 전하가 이동하는 것을 방지하여 양자점 소자의 열화를 감소 및/또는 방지할 수 있다.The second quantum dot layer 14-2 may include the non-light emitting
제2 양자점 층(14-2)은 제1 양자점 층(14-1)보다 얇을 수 있다. 제2 양자점 층(14-2)의 두께는 약 20nm 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 1nm 내지 20nm, 약 1nm 내지 18nm, 약 1nm 내지 15nm, 약 1nm 내지 12nm, 약 1nm 내지 10nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The second quantum dot layer 14-2 may be thinner than the first quantum dot layer 14-1. The thickness of the second quantum dot layer 14-2 may be about 20 nm or less, and may be, for example, about 1 nm to 20 nm, about 1 nm to 18 nm, about 1 nm to 15 nm, about 1 nm to 12 nm, and about 1 nm to 10 nm within the above range. It is not limited to this.
전술한 전자 수송층(13), 양자점 층(14), 정공 수송층(15) 및 정공 주입층(16)은 예컨대 용액 공정 또는 증착 공정으로 형성될 수 있으며, 용액 공정은 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 분사 및/또는 닥터 블레이드 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above-mentioned
양자점 소자는 예컨대 표시 장치 또는 조명 장치 등의 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. The quantum dot device may be applied to various electronic devices such as a display device or an illumination device.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.The embodiments described above will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the rights.
양자점의Quantum dots 합성 synthesis
합성예Synthesis Example 1 One
단계 1: Step 1: ZnTeSeZnTeSe 코어의 합성 Synthesis of core
셀레늄(Se) 및 텔루리움(Te)을 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine, TOP)에 분산시켜 2M의 Se/TOP stock solution 및 0.1M의 Te/TOP stock solution 을 얻는다. 아연 아세테이트(zinc acetate) 0.125 mmol을 팔미트산 (palmitic acid) 0.25 mmol 및 헥사데실아민 0.25 mmol 과 함께 트리옥틸아민 10mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120도로 가열한다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환한다. 300도로 가열한 후 위에서 준비한 Se/TOP stock solution 및 Te/TOP stock solution을 Te/Se 비율을 1/25으로 신속히 주입한다. 10분, 30분, 또는 60분 후, 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 아세톤을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 톨루엔에 분산시켜 ZnTeSe 양자점을 얻는다.Selenium (Se) and tellurium (Te) are dispersed in trioctylphosphine (TOP) to obtain 2M Se / TOP stock solution and 0.1M Te / TOP stock solution. 0.125 mmol of zinc acetate together with 0.25 mmol of palmitic acid and 0.25 mmol of hexadecylamine are placed in a reactor with 10 mL of trioctylamine and heated to 120 degrees under vacuum. After 1 hour the atmosphere in the reactor is switched to nitrogen. After heating to 300 degrees, the Se / TOP stock solution and Te / TOP stock solution prepared above are rapidly injected with a Te / Se ratio of 1/25. After 10 minutes, 30 minutes, or 60 minutes, acetone was added to the reaction solution cooled to room temperature rapidly, and the precipitate obtained by centrifugation was dispersed in toluene to obtain a ZnTeSe quantum dot.
단계 2:Step 2: ZnTeSeZnTeSe 코어/ core/ ZnSeSZnSeS 쉘의Shell 양자점Quantum dots 합성 synthesis
Zinc acetate 1.8mmoL (0.336g), oleic acid 3.6mmol (1.134g) 및 trioctylamine 10mL를 플라스크에 넣고 120℃에서 10분간 진공처리한다. 질소(N2)로 상기 플라스크 내를 치환한 후 180℃로 승온한다. 여기에, 합성예 1에서 얻은 ZnTeSe 코어를 10초 내에 넣고, 이어서 Se/TOP 0.04 mmol을 천천히 주입한 다음 280℃로 승온한다. 그 후 S/TOP 0.01mmol를 넣고 320℃로 승온하여 10분 반응한다. 연속하여, Se/TOP 0.02mmol 및 S/TOP 0.04 mmol 혼합용액을 천천히 주입하고 다시 20분 반응한다. 이후 Se과 S의 혼합비율을 바꾸어 주입하고 20분 반응시키는 단계를 반복하는데, 이때 사용하는 Se 및 S의 혼합용액은 Se/TOP 0.01mmol + S/TOP 0.05mmol의 혼합용액, Se/TOP 0.005mmol + S/TOP 0.1mmol의 혼합용액(B), S/TOP 0.5mmol 용액이며, 이들을 순서대로 사용한다. 상기 반응이 모두 끝난 후 반응기를 냉각하고, 제조된 나노결정을 ethanol로 원심 분리하여 톨루엔에 분산시켜 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 양자점을 얻는다. 1.8mmoL of zinc acetate (0.336g), 3.6mmol of oleic acid (1.134g) and 10mL of trioctylamine are added to the flask and vacuumed at 120 ° C for 10 minutes. The flask was replaced with nitrogen (N 2 ) and then heated to 180 ° C. Here, the ZnTeSe core obtained in Synthesis Example 1 was added within 10 seconds, and then 0.04 mmol of Se / TOP was slowly injected, followed by heating to 280 ° C. Thereafter, 0.01 mmol of S / TOP was added, and the reaction mixture was heated to 320 ° C. for 10 minutes. Successively, 0.02 mmol of Se / TOP and 0.04 mmol of S / TOP mixture are slowly injected and reacted again for 20 minutes. After changing the mixing ratio of Se and S and repeat the step of reacting for 20 minutes, the mixed solution of Se and S used is a mixed solution of Se / TOP 0.01mmol + S / TOP 0.05mmol, Se / TOP 0.005mmol + A mixed solution of S / TOP 0.1 mmol (B) and 0.5 mmol S / TOP solution, these are used in this order. After the reaction was completed, the reactor was cooled, and the prepared nanocrystals were centrifuged with ethanol and dispersed in toluene to obtain ZnTeSe / ZnSeS coreshell quantum dots.
합성예Synthesis Example 2: 2: ZnSZnS 코어의 제조 Manufacture of core
황을 트리옥틸포스핀 (TOP)에 분산시켜 1M S/TOP stock solution을 준비한다. 디에틸아연을 헥산에 용해시켜 1M Zn stock solution 을 얻는다. 300mL의 반응 플라스크 내에 올레산을 포함한 유기 리간드 및 디에틸아연 stock solution을 트리옥틸아민에 용해시키고 진공 하에 120℃로 가열한다. 플라스크 내를 불활성 기체로 치환하고 S/TOP stock solution를 주입하고 온도를 300℃까지 올려 40분간 반응시킨다. 반응 후 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 ZnS 코어 입자를 회수한다. 회수한 ZnS 코어 입자는 톨루엔에 분산시킨다. 사용된 Zn 전구체 및 S 전구체의 함량 비 (Zn:S, 몰 비)는 대략 2:1이다.Disperse sulfur in trioctylphosphine (TOP) to prepare 1M S / TOP stock solution. Diethylzinc is dissolved in hexane to give 1M Zn stock solution. In a 300 mL reaction flask, the organic ligand containing oleic acid and diethylzinc stock solution are dissolved in trioctylamine and heated to 120 ° C. under vacuum. Replace the flask with an inert gas, inject S / TOP stock solution, and raise the temperature to 300 ℃ to react for 40 minutes. After the reaction, ethanol was added to the reaction solution cooled to room temperature and centrifuged to recover ZnS core particles. The recovered ZnS core particles are dispersed in toluene. The content ratio (Zn: S, molar ratio) of Zn precursor and S precursor used is approximately 2: 1.
양자점Quantum dots 소자의 제작 I Fabrication of the Device I
실시예Example 1 One
ITO (WF: 4.8eV)가 증착된 유리기판에 UV-오존으로 표면 처리를 15분간 수행한 후, PEDOT:PSS 용액(H.C. Starks)을 스핀 코팅하고 Air 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하고, 다시 N2 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하여 25nm 두께의 정공 주입층(HOMO: 5.3eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서 정공 주입층 위에 정공수송물질(Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4′-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine)], Sumitomo Chemical Co., Ltd.)을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 25nm 두께의 정공수송층(HOMO: 5.6eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서, 정공수송층 위에 합성예 1에서 얻은 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 발광 양자점 (피크 발광 파장: 453nm)과 합성예 2에서 얻은 ZnS 비발광 양자점을 95:5(wt:wt)의 비율로 혼합한 용액을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 양자점 층(HOMO: 5.7eV, LUMO:3.0eV)을 형성한다. 이어서 양자점 층 위에 전자수송물질(안트라센 기반의 화합물 및 피라졸 화합물의 혼합물을 포함한 유기 재료, Novaled)을 진공 증착하여 40nm 두께의 전자수송층(LUMO: 2.9eV)을 형성하고 그 위에 Liq 5nm 및 알루미늄(Al) 100nm를 진공 증착하고 캐소드를 형성하여, 양자점 소자를 제조한다.After 15 minutes of surface treatment with UV-ozone on a glass substrate on which ITO (WF: 4.8 eV) was deposited, spin-coated a PEDOT: PSS solution (HC Starks) and heat-treated at 150 degrees for 10 minutes in an air atmosphere. Heat treatment at 150 ° C. for 10 minutes in N 2 atmosphere forms a hole injection layer (HOMO: 5.3 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm. Subsequently, a hole transport material (Poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4 ′-(N- (4-sec-butylphenyl) diphenylamine)] on the hole injection layer) and Sumitomo Chemical Co , Ltd.) spin-coated and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a hole transport layer (HOMO: 5.6 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm.The ZnTeSe / ZnSeS core obtained in Synthesis Example 1 was then formed on the hole transport layer. Quantum dot layer (HOMO) by spin coating a solution in which the shell-emitting quantum dots (peak emission wavelength: 453 nm) and the ZnS non-emitting quantum dots obtained in Synthesis Example 2 were mixed at a ratio of 95: 5 (wt: wt) and heat-treated at 150 degrees for 30 minutes. : 5.7 eV, LUMO: 3.0 eV) An electron transport material (an organic material including a mixture of anthracene based compounds and pyrazole compounds, Novaled) is vacuum deposited on the quantum dot layer to form a 40 nm thick electron transport layer (LUMO: 2.9 eV), vacuum deposition of Liq 5nm and aluminum (Al) 100nm thereon and a cathode to form a quantum dot device It is prepared.
실시예Example 2 2
ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 발광 양자점과 ZnS 비발광 양자점을 80:20(wt:wt)의 비율로 혼합한 용액을 사용하여 양자점 층을 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 양자점 소자를 제조한다.A quantum dot device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a quantum dot layer was formed using a solution in which a ZnTeSe / ZnSeS coreshell luminescent quantum dot and a ZnS non-emitting quantum dot were mixed at a ratio of 80:20 (wt: wt). .
비교예Comparative example 1 One
양자점 층에 발광 양자점과 비발광 양자점의 혼합물 대신 발광 양자점만 포함한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 양자점 소자를 제조한다.A quantum dot device is manufactured in the same manner as in Example 1, except that the quantum dot layer includes only light emitting quantum dots instead of a mixture of light emitting quantum dots and non-light emitting quantum dots.
평가 IEvaluation I
실시예 1, 2와 비교예 1에 따른 양자점 소자의 전류-전압-휘도 특성을 평가한다.The current-voltage-luminance characteristics of the quantum dot elements according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated.
전류-전압-휘도 특성은 Keithley 220 current source 및 Minolta CS200 spectroradiometer를 사용하여 평가한다.Current-voltage-luminance characteristics are evaluated using a Keithley 220 current source and a Minolta CS200 spectroradiometer.
그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.
* EQEmax: 최대 외부양자효율* EQE max : Maximum external quantum efficiency
* EQE@100nit: 100nit에서의 외부양자효율 * EQE @ 100nit: the external quantum efficiency at 100nit
* EQE@500nit: 500nit에서의 외부양자효율 * EQE @ 500nit: the external quantum efficiency at 500nit
* Cd/A max: 최대 전류 효율* Cd / A max : maximum current efficiency
* Cd/㎡ @ 5mA: 5mA에서의 휘도* Cd / ㎡ @ 5mA: luminance at 5mA
표 1을 참고하면, 실시예 1, 2에 따른 양자점 소자는 비교예 1에 따른 양자점 소자와 비교하여 발광 효율 및 휘도가 개선되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, the quantum dot device according to Examples 1 and 2 is compared with the quantum dot device according to Comparative Example 1 radiation It can be seen that the efficiency and brightness are improved.
양자점Quantum dots 소자의 제작 II Fabrication of the Device II
실시예Example 3 3
ITO (WF: 4.8eV)가 증착된 유리기판에 UV-오존으로 표면 처리를 15분간 수행한 후, PEDOT:PSS 용액(H.C. Starks)을 스핀 코팅하고 Air 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하고, 다시 N2 분위기에서 150도에서 10분간 열처리하여 25nm 두께의 정공 주입층(HOMO: 5.3eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서 정공 주입층 위에 정공수송물질(poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4′-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine)], Sumitomo Chemical Co., Ltd.)을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 25nm 두께의 정공수송층(HOMO: 5.6eV, LUMO: 2.7eV)을 형성한다. 이어서, 정공수송층 위에 합성예 2에서 얻은 ZnS 비발광 양자점을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 5nm 두께의 하부 양자점 층(HOMO: 6.3eV, LUMO: 2.1eV)을 형성한다. 이어서 하부 양자점 층 위에 합성예 1에서 얻은 ZnTeSe/ZnSeS 코어쉘 발광 양자점 (피크 발광 파장: 453nm)을 스핀 코팅하고 150도에서 30분간 열처리하여 20nm 두께의 상부 양자점 층(HOMO: 5.7eV, LUMO: 3.0eV)을 형성한다. 이어서 상부 양자점 층 위에 전자수송물질(안트라센 기반의 화합물 및 피라졸 화합물의 혼합물을 포함한 유기 재료, Novaled)을 진공 증착하여 40nm 두께의 전자수송층(LUMO: 2.9eV)을 형성하고 그 위에 Liq 5nm 및 알루미늄(Al) 100nm를 진공 증착하여 캐소드를 형성하여, 양자점 소자를 제조한다.After 15 minutes of surface treatment with UV-ozone on a glass substrate on which ITO (WF: 4.8 eV) was deposited, spin-coated a PEDOT: PSS solution (HC Starks) and heat-treated at 150 degrees for 10 minutes in an air atmosphere. Heat treatment at 150 ° C. for 10 minutes in N 2 atmosphere forms a hole injection layer (HOMO: 5.3 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm. Subsequently, the hole transport material (poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co- (4,4 ′-(N- (4-sec-butylphenyl) diphenylamine)] on the hole injection layer) and Sumitomo Chemical Co , Ltd.) spin-coated and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a hole transport layer (HOMO: 5.6 eV, LUMO: 2.7 eV) having a thickness of 25 nm, and then ZnS non-light-emitting quantum dots obtained in Synthesis Example 2 on the hole transport layer. Spin coating and heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes to form a 5 nm thick lower quantum dot layer (HOMO: 6.3 eV, LUMO: 2.1 eV), followed by ZnTeSe / ZnSeS coreshell luminescent quantum dots obtained in Synthesis Example 1 on the lower quantum dot layer Spin-coating a peak emission wavelength of 453 nm) and heat-treating at 150 degrees for 30 minutes to form a 20 nm thick top quantum dot layer (HOMO: 5.7 eV, LUMO: 3.0 eV), followed by an electron transport material (anthracene-based) on the top quantum dot layer. 40 nm thick organic material, Novaled), containing a mixture of compounds and pyrazole compounds An electron transport layer (LUMO: 2.9 eV) was formed, and a cathode was formed by vacuum deposition of Liq 5 nm and 100 nm of aluminum (Al) thereon, thereby manufacturing a quantum dot device.
비교예Comparative example 2 2
하부 양자점 층을 형성하지 않은 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 양자점 소자를 제조한다.A quantum dot device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the lower quantum dot layer was not formed.
평가 IIEvaluation II
실시예 3과 비교예 2에 따른 양자점 소자의 전류-전압-휘도 특성을 평가한다.The current-voltage-luminance characteristics of the quantum dot elements according to Example 3 and Comparative Example 2 were evaluated.
그 결과는 표 2와 같다.The results are shown in Table 2.
표 2를 참고하면, 실시예 3에 따른 양자점 소자는 비교예 2에 따른 양자점 소자와 비교하여 발광 효율 및 휘도가 개선되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, the quantum dot device according to Example 3 is compared with the quantum dot device according to Comparative Example 2 radiation It can be seen that the efficiency and brightness are improved.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
11: 애노드
12: 캐소드
13: 전자수송층
14: 양자점 층
15: 정공수송층
16: 정공주입층11: anode
12: cathode
13: electron transport layer
14: quantum dot layer
15: hole transport layer
16: hole injection layer
Claims (20)
상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 위치하는 양자점 층, 그리고
상기 캐소드와 상기 양자점 층 사이에 위치하는 전자 수송층
을 포함하고,
상기 양자점 층은 가시광선 영역 중 적어도 일부 파장 영역의 빛을 내는 발광 양자점과 가시광선 영역의 빛을 내지 않는 비발광 양자점을 포함하며,
상기 비발광 양자점과 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위의 차이는 0.5eV 이상인 양자점 소자.
Anodes and cathodes facing each other,
A quantum dot layer located between the anode and the cathode, and
An electron transport layer located between the cathode and the quantum dot layer
Including,
The quantum dot layer includes a light emitting quantum dot that emits light in at least some wavelength region of the visible light region and a non-light emitting quantum dot that does not emit light in the visible light region,
The difference between the LUMO energy level of the non-emitting quantum dot and the electron transport layer is a quantum dot device of 0.5eV or more.
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 0.5eV 이상 작은 양자점 소자.
In claim 1,
The LUMO energy level of the non-light emitting quantum dot is 0.5eV or more smaller than the LUMO energy level of the electron transport layer.
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 0.5eV 내지 1.5eV 작은 양자점 소자.
In claim 2,
The LUMO energy level of the non-light-emitting quantum dot is 0.5eV to 1.5eV smaller than the LUMO energy level of the electron transport layer.
상기 비발광 양자점의 에너지 밴드갭은 상기 발광 양자점의 에너지 밴드갭보다 큰 양자점 소자.
In claim 1,
The energy band gap of the non-emitting quantum dots is larger than the energy band gap of the light emitting quantum dots.
상기 비발광 양자점의 에너지 밴드갭은 3.0eV 이상인 양자점 소자.
In claim 1,
The energy band gap of the non-light-emitting quantum dot is 3.0eV or more.
상기 비발광 양자점의 LUMO 에너지 준위는 상기 발광 양자점의 LUMO 에너지 준위 및 상기 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위보다 각각 작은 양자점 소자.
In claim 1,
The LUMO energy level of the non-light emitting quantum dot is smaller than the LUMO energy level of the light emitting quantum dot and the LUMO energy level of the electron transport layer, respectively.
상기 비발광 양자점의 입경은 상기 발광 양자점의 입경보다 작은 양자점 소자.
In claim 1,
A particle size of the non-light emitting quantum dot is smaller than the particle size of the light emitting quantum dot.
상기 양자점 층은 상기 발광 양자점과 상기 비발광 양자점의 혼합물을 포함하는 양자점 소자.
In claim 1,
And the quantum dot layer comprises a mixture of the light emitting quantum dots and the non-light emitting quantum dots.
상기 비발광 양자점은 상기 발광 양자점보다 적게 포함되어 있는 양자점 소자.
In claim 8,
The non-light emitting quantum dot is less quantum dot device than the light emitting quantum dot.
상기 비발광 양자점은 상기 발광 양자점과 상기 비발광 양자점의 총 함량에 대하여 20중량% 이하로 포함되어 있는 양자점 소자.
In claim 8,
The non-light emitting quantum dot is a quantum dot device that is contained in less than 20% by weight based on the total content of the light emitting quantum dot and the non-light emitting quantum dot.
상기 양자점 층은
상기 발광 양자점을 포함하는 제1 양자점 층, 그리고
상기 비발광 양자점을 포함하는 제2 양자점 층
을 포함하는 양자점 소자.
In claim 1,
The quantum dot layer is
A first quantum dot layer comprising the light emitting quantum dots, and
A second quantum dot layer including the non-emitting quantum dots
Quantum dot device comprising a.
상기 제2 양자점 층은 상기 제1 양자점 층보다 얇은 양자점 소자.
In claim 11,
And the second quantum dot layer is thinner than the first quantum dot layer.
상기 제2 양자점 층의 두께는 20nm 이하인 양자점 소자.
In claim 11,
The second quantum dot layer has a thickness of 20 nm or less.
상기 제1 양자점 층은 상기 제2 양자점 층보다 상기 전자 수송층에 가까운 양자점 소자.
In claim 11,
And the first quantum dot layer is closer to the electron transport layer than the second quantum dot layer.
상기 발광 양자점의 HOMO 에너지 준위는 5.3eV 내지 7.5eV인 양자점 소자.
In claim 1,
HOMO energy level of the light emitting quantum dot is 5.3eV to 7.5eV quantum dot device.
상기 발광 양자점은 코어-쉘 구조를 가지고,
상기 비발광 양자점은 코어 구조를 가지는
양자점 소자.
In claim 1,
The light emitting quantum dot has a core-shell structure,
The non-emitting quantum dot has a core structure
Quantum dot device.
상기 발광 양자점의 코어는 아연(Zn), 텔루리움(Te) 및 셀레늄(Se)을 포함하고,
상기 발광 양자점의 쉘은 ZnSeS, ZnS 또는 이들의 조합을 포함하는
양자점 소자.
The method of claim 16,
The core of the light emitting quantum dot includes zinc (Zn), tellurium (Te) and selenium (Se),
The shell of the light emitting quantum dots includes ZnSeS, ZnS or a combination thereof.
Quantum dot device.
상기 비발광 양자점은 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS 또는 이들의 조합을 포함하는 양자점 소자.
The method of claim 16,
The non-light-emitting quantum dot ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS or a combination thereof.
상기 애노드와 상기 양자점 층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함하고,
상기 정공 수송층의 HOMO 에너지 준위는 5.2eV 내지 7.3eV인 양자점 소자.
In claim 1,
Further comprising a hole transport layer located between the anode and the quantum dot layer,
HOMO energy level of the hole transport layer is a quantum dot device of 5.2eV to 7.3eV.
An electronic device comprising the quantum dot device according to any one of claims 1 to 19.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2221355A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Quantum dot light emitting device having quantum dot multilayer |
US20130069036A1 (en) * | 2010-05-24 | 2013-03-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Light-emitting element, method of producing light-emitting element, and display device |
CN106654026A (en) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 纳晶科技股份有限公司 | Quantum dot light-emitting device and display device and lighting device with same |
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2019
- 2019-03-05 KR KR1020190025444A patent/KR102673655B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2221355A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Quantum dot light emitting device having quantum dot multilayer |
US20130069036A1 (en) * | 2010-05-24 | 2013-03-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Light-emitting element, method of producing light-emitting element, and display device |
CN106654026A (en) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 纳晶科技股份有限公司 | Quantum dot light-emitting device and display device and lighting device with same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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